機(jī)械廠變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、供配電技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：某機(jī)械廠變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)姓學(xué)班專名:號(hào):級(jí):業(yè):*指導(dǎo)教師：*起止日期：電氣及自動(dòng)化工程學(xué)院供配電技術(shù)課程設(shè)計(jì)評(píng)分表級(jí):級(jí):*學(xué)號(hào):*姓名:*設(shè)計(jì)題目：某機(jī)械丿變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)項(xiàng)目評(píng)分比例得分平時(shí)表現(xiàn)30%答辯20%設(shè)計(jì)報(bào)告50%總成績(jī)指導(dǎo)老師：供配電技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)1607131、1607132（電氣技術(shù)方向）一、目的和要求供配電技術(shù)課程設(shè)計(jì)是該課程理論教學(xué)之后的一個(gè)集中性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)供配電技術(shù)基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)具體任務(wù)的供配電一次系統(tǒng)。通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，熟悉供配

2、電系統(tǒng)的基本構(gòu)成和任務(wù)，了解常用電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理、性能、用途，掌握中小型變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)的步驟和要求。了解變電所電氣設(shè)計(jì)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范以及電氣主接線的繪制方法，學(xué)會(huì)查閱供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)備手冊(cè)的方法，樹(shù)立工程觀念，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)完成供配電系統(tǒng)電氣一次部分的設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)任務(wù)附后）。三、基本要求：（1）掌握供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容和步驟。（2）根據(jù)所給定設(shè)計(jì)任務(wù)，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，完成變配電系統(tǒng)電氣一次部分的設(shè)計(jì)任務(wù)，寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。（3）具備計(jì)算機(jī)繪圖能力，繪出供配電系統(tǒng)一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖樣。(4) 提

3、交的設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容充實(shí)、方案合理、圖紙齊全。撰寫(xiě)格式符合相關(guān)要求。四、進(jìn)度安排號(hào)序時(shí)間(天)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1第1天熟悉課題、收集資料、討論12第2天主接線設(shè)計(jì)，負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算3第34天主要電氣設(shè)備選擇i4第56天提交報(bào)告五、課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)報(bào)告用紙一律采用A4紙。上下邊距為2.2cm，左邊距3.0cm（留裝訂線），右邊距為2.0cm。設(shè)計(jì)報(bào)告封面必須統(tǒng)一。內(nèi)容包括評(píng)分表、封面、目錄、正文、收獲、參考文獻(xiàn)等（并按此順序裝訂）。六、設(shè)計(jì)參考資料1 劉燕.供配電技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.2 任元會(huì).工業(yè)及民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)M.3版.北京：中國(guó)電力出版社，2005.3劉笙.電氣工程

4、基礎(chǔ)M.2版.北京：科學(xué)出版社，2008.4許繼繼電保護(hù)裝置說(shuō)明書(shū)許繼集團(tuán)技術(shù)資料5弋東方.電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分M.北京：中國(guó)電力出版社，2002.6劉寶林.電氣規(guī)程規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)大全M.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，1991.7余建明，冋向前，蘇文成.供電技術(shù)M.4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.8 翁雙安.供配電工程設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.9 中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì).供配電設(shè)計(jì)規(guī)范S北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010.10 劉介才主編.工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199811 劉介才主編.實(shí)用供配電技術(shù)手冊(cè).北京：中國(guó)水利水電出版社，200212 劉介才主編.工廠供用電實(shí)

5、用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001七、成績(jī)?cè)u(píng)定課程設(shè)計(jì)成績(jī)由平時(shí)表現(xiàn)、報(bào)告及設(shè)計(jì)答辯三個(gè)方面成績(jī)組成，各部分所占比例分別為30%50%20%。按照學(xué)習(xí)及設(shè)計(jì)態(tài)度的認(rèn)真性，知識(shí)理解掌握的深入程度，設(shè)計(jì)方案的正確性或合理性，圖文的質(zhì)量效果，是否獨(dú)立完成，是否具有獨(dú)立分析解決問(wèn)題的能力和創(chuàng)新精神等綜合考慮。設(shè)計(jì)題目1:某機(jī)械廠變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料1全廠用電設(shè)備情況某廠為機(jī)械加工類生產(chǎn)廠，主要負(fù)荷是鑄造車間、鍛壓車間、金工車間、工具車間、電鍍車間、熱處理車間等十個(gè)車間的用電設(shè)備。用電設(shè)備的電壓均為380V。本廠多數(shù)車間為三班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間

6、為6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。其負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料見(jiàn)表1。表1全廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料廠房編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos計(jì)算負(fù)荷P30/kWQo/kvarS30/kVAI30/A1鑄造車間動(dòng)力3000.300.70昭八、明60.801.002鍛壓車間動(dòng)力3500.300.65昭八、明80.701.003金工車間動(dòng)力7640.250.50昭八、明171.001.004工具車間動(dòng)力3600.300.60昭八、明70.901.005電鍍車間動(dòng)力2500.500.80昭八、明50.801.006熱處理車間動(dòng)力1500.600.80昭八、明50.

7、801.007裝配車間動(dòng)力1800.300.70昭八、明60.801.008機(jī)修車間動(dòng)力1600.200.65昭八、明40.801.009冊(cè)房動(dòng)力500.700.80昭八、明10.801.0010倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.400.80昭八、明10.801.00生活區(qū)昭八、明3500.700.90合計(jì)29942.電源情況本廠擬由距其8公里處的某區(qū)域變電站接一回10kV架空線路進(jìn)線供電，架空線路選用LGJ150，幾何均距2m區(qū)域變電站10kV出口短路容量為500MVA供電部門對(duì)本廠的功率因數(shù)要求為cos=0.9。二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求主接線設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，分析原始資料及數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的2個(gè)方案，

8、經(jīng)過(guò)概略分析比較，確定一個(gè)較優(yōu)方案。并進(jìn)行詳細(xì)的負(fù)荷計(jì)算。(1) 短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流，計(jì)算結(jié)果列出匯總表。(2) 主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、導(dǎo)線截面和型號(hào)等等設(shè)備的選擇及校驗(yàn)；選用設(shè)備型號(hào)、數(shù)量，匯成設(shè)備一覽表。三、設(shè)計(jì)成果1. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2. 設(shè)計(jì)圖紙：變電所電氣主接線圖;目錄1緒論02負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償12.1確定用戶設(shè)備組的設(shè)備容量及計(jì)算負(fù)荷12.2各車間的計(jì)算負(fù)荷23變壓器選擇及主接線方案確定83.1主變壓器臺(tái)數(shù)選擇83.2主變壓器容量選擇83.3主接線方案確定10變電所主接線方案的設(shè)

9、計(jì)原則及要求10工廠變電所常見(jiàn)的主接線方案10確定主接線方案114短路電流的計(jì)算144.1繪計(jì)算電路圖144.2確定短路電流144.3計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值等154.4確定抗標(biāo)幺值等164.5列出短路計(jì)算表185主要電氣設(shè)備選擇195.1變電站一次設(shè)備的選擇及校驗(yàn)19一次設(shè)備選擇及校驗(yàn)的條件19按正常工作條件選擇20按短路條件校驗(yàn)205.1.3 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)22380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)245.2高低壓母線的選擇266變電所進(jìn)出線和低壓電纜選擇266.1變電所進(jìn)出線的選擇范圍266.2變電所進(jìn)出線方式的選擇276.3高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇27高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)272828由

10、高壓母線至主變的引入電纜的選擇校驗(yàn)低壓出線的選擇287.總結(jié)288參考文獻(xiàn)299附錄3014/471緒論變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是聯(lián)系電廠和負(fù)荷用戶的中間環(huán)節(jié)，是電網(wǎng)中線路的樞紐。如果工廠電能供應(yīng)突然中斷，就會(huì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的不良后果。甚至可能發(fā)生重大的設(shè)備損壞或人員傷亡事故。因此，變電所保證工廠正常有序地供電，具有十分重要的意義。本文以電力系統(tǒng)相關(guān)理論知識(shí)為基礎(chǔ)，以工廠供電為指導(dǎo)，根據(jù)所給某機(jī)械制造廠的原始資料對(duì)其變電站的電氣部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文共分為六大內(nèi)容：1. 負(fù)荷計(jì)算機(jī)械廠變電所的負(fù)荷計(jì)算，是根據(jù)所提供的負(fù)荷情況進(jìn)行的，本文列出了負(fù)荷計(jì)算表，得出總負(fù)荷。2. 電容補(bǔ)償按負(fù)荷

11、計(jì)算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過(guò)查表或計(jì)算求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功率。由手冊(cè)或產(chǎn)品樣本選用所需無(wú)功功率補(bǔ)償柜的規(guī)格和數(shù)量。3. 變壓器選擇根據(jù)電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器型號(hào)。4. 短路電流計(jì)算工廠用電，通常為國(guó)家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無(wú)限大容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。求出各短路點(diǎn)的三相短路電流及相應(yīng)有關(guān)參數(shù)。5. 高、低壓設(shè)備選擇及校驗(yàn)參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)的額定值，選擇高、低壓配電設(shè)備，如隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備。并根

12、據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗(yàn)，并列表表示。6. 電纜的選擇為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行電纜截面選擇時(shí)必須滿足發(fā)熱條件：電纜（包括母線）在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。2負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償2.1確定用戶設(shè)備組的設(shè)備容量及計(jì)算負(fù)荷Pe300+6+350+8+764+17+360+7+250+5+150+5+180+6+160+4+50+1+20+1+350=2994Kw(2-1)2.2各車間的計(jì)算負(fù)荷1鑄造車間的計(jì)算負(fù)荷P30(1)KdPe=(0.3*300+6*0.8)=94.8kw(2-2)Q30P30tan=(9

13、0*1.02+4.8*0)kvar=91.82kvar(2-3)S30(1).P30(1)Q30(1).94.8291.822kVA=131.98kVA(2-4)130(1)S30131.98A200.52A3Un3*0.38(2-5)其余車間負(fù)荷計(jì)算過(guò)程及此相同，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-12確定變電所變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷考慮到全廠負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)（取K0.9）后，工廠變電所變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為p30(2)KP30(1)p30(2)KP30(1)0.9*1134.3kW1020.9kW(2-6)Q30(2)KQ30(1)0.9*1094.2kvar984.8kvar(2-7)S30(2).卩30(

14、2)Q30(2)1020.92984.82kVA1418.5kVA(2-8)130(2)S30(2)1418.5A2155.3A(2-9)(2-9)(2-10)V3UNU3*0.38cos(2)軽匹竺0.72Q30(2)1418.5變壓器低壓側(cè)的功率因數(shù)較低，高壓側(cè)的功率因數(shù)肯定不滿足電力部門0.9的要求，因此要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。補(bǔ)償電容器集中裝設(shè)在變壓器低壓母線上?？紤]到變壓器的損耗，可設(shè)低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.92。所需補(bǔ)償電容器的容量為Qc1020.9*(tanarccos0.72tanarccos0.92)kvar549kvar(2-11)取QC560kvar補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)P3

15、0(2)Ro(2)1020.9kW不變1Q30(2)Q30(2)QC(984.8560)kvar424.8kvar(2-12)s30(2).1020.92424.82kVA1104.9kVA(2-13)3確定變壓所變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷變壓器的損耗P0.015S30(2)(2-14)(2-15)Qt0.06S3o(2)變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷F30P0(2)Pt(1020.915.57)kW1036.47kW(2-16)Q30Q30(2)Qt(424.866.29)kW491.09kvarS30.P30Q301036.472491.092kVA1146.92kVAs301146.92303Un一

16、3*1066.29AQ30Q30(2)Qt(424.866.29)kW491.09kvarS30.P30Q301036.472491.092kVA1146.92kVAs301146.92303Un一3*1066.29A(2-17)(2-18)(2-19)4高壓電源進(jìn)線端的計(jì)算負(fù)荷變電所高壓進(jìn)線端采用LGJ-150,其線距為2m長(zhǎng)度為8km由手冊(cè)可查出該導(dǎo)線的&0.24/km,X00.36/km，則高壓架空進(jìn)線端的有功功率損耗為FWl3I2RL3*66.292*0.24*8W25.3kW(2-20)高壓架空進(jìn)線端的無(wú)功功率損耗為Qwl3I2R0L3*66.292*0.36*8kvar38.0kv

17、ar(2-21)高壓電源進(jìn)線端的計(jì)算負(fù)荷為P30P30FWl(1036.4725.3)kW1061.77kW(2-22)Q30Q30QwlQ30Q30Qwl(491.0938.0)kvar529.09kvar(2-23)1061.772529.092kVA1186.29kVA1061.772529.092kVA1186.29kVA(2-24)I30S303UnI30S303Un118629A68.5A.3*10(2-25)P301061.77cosP301061.77cos0.9S301186.29(2-26)滿足要求高壓電源進(jìn)線端的計(jì)算負(fù)荷可以作為工廠向電力部門申請(qǐng)用電容量的依據(jù)。表2-1全

18、廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料廠廠房負(fù)設(shè)需要功率計(jì)算負(fù)荷房名稱荷備系數(shù)因數(shù)P30/kWQ/kvS30/kV130/A編類容KdcosarA號(hào)別量/kW1動(dòng)3000.300.7090.091.8128.5195.鑄造力632車間昭八、60.801.004.804.807.29明2動(dòng)3500.300.65105.0122.8161.5245.鍛壓力748車間昭八、80.701.005.605.608.51明3動(dòng)7640.250.50191.0330.8381.9580.金工力836車間昭八、171.001.0017.0017.0025.8明34動(dòng)3600.300.60108.0144180.0273.工具力048

19、車間昭八、70.901.006.306.309.57明5電鍍動(dòng)力2500.500.80125.093.8156.28237.44車間昭八、50.801.004.004.006.08明6熱處理車間動(dòng)力1500.600.8090.067.5112.50170.93昭八、明50.801.004.004.006.087動(dòng)1800.300.7054.055.177.15117.裝配力22車間昭八、60.801.004.804.807.29明8動(dòng)1600.200.6532.037.449.2274.7機(jī)修力8車間昭八、40.801.003.203.204.86明9動(dòng)500.700.803526.343.7

20、866.5鍋爐力2房昭八、10.801.000.800.801.22明10倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.400.808610.0015.19昭八、明10.801.000.800.801.22生活區(qū)昭八、3500.700.90245.0118.7128.5195.明632合計(jì)2991134.31094.1576.2394420.6變壓器低壓側(cè)（取K0.9)0.721020.9984.81418.21555.3補(bǔ)償?shù)蛪弘娙萜骺側(cè)萘?60補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)0.921020.9424.8變壓器損耗15.5766.29變壓器高壓側(cè)1036.4491.01146.66.279929架空進(jìn)線的功率損耗（取25.338.0

21、Ro0.24/km,X00.36/km)高壓進(jìn)線端0.901061.7529.01186.68.579293變壓器選擇及主接線方案確定3.1主變壓器臺(tái)數(shù)選擇選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：1. 應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺(tái)變壓器，但必須有備用電源。2. 對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可采用兩臺(tái)變壓器。3. 當(dāng)負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。4. 在

22、確定變電所臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。3.2主變壓器容量選擇1. 只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量S應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S30的需要，即.T(3-1)2.裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量SZ應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件:(1)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷60%70%勺需要，即SN.T0.6.7S30S3的大約(3-2)(2)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即Sn.T(3-3)根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案:方案1裝設(shè)一臺(tái)主變壓器根據(jù)式Sn.tS30，主變選用一臺(tái)接線方式為S11-1250/10

23、型變壓器，根據(jù)民用建筑規(guī)范要求變壓器的負(fù)載率不宜大于85%而S125085%1062.5KVA顯然滿足要求。至于機(jī)械廠的二級(jí)負(fù)荷的備用電源，由及鄰近單位相聯(lián)的低壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。因此裝設(shè)一臺(tái)主變壓器時(shí)選一臺(tái)接線方式為S11-16000/10型低損耗配電變壓器。方案2裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器S(0.60.7)S30(702.36819.42)KVA(3-4)SS(1.2)(230.4150.1119.1)499.6KVA(3-5)因此選兩臺(tái)接線方式為Dyn11的S11-1000/10型低損耗配電變壓器。兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，互為備用3.3主接線方案確定變電所主接線方案的設(shè)計(jì)原則及要求變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變

24、電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。(1) 安全應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。(2) 可靠應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。(3) 靈活應(yīng)能必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。(4) 經(jīng)濟(jì)在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。工廠變電所常見(jiàn)的主接線方案1.只裝有一臺(tái)主變壓器的變電所主接線方案只裝有一臺(tái)主變壓器的變電所，其高壓側(cè)一般采用無(wú)母線的接線，根據(jù)高壓側(cè)采用的開(kāi)關(guān)電器不同，有三種比較典型的主接

25、線方案：(1) 高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)-熔斷器或戶外跌開(kāi)式熔斷器的主接線方案；(2) 高壓側(cè)采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)-熔斷器或負(fù)荷型跌開(kāi)式熔斷器的主接線方案；(3) 高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)-斷路器的主接線方案。2. 裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所主接線方案裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所的典型主接線方案有：(1) 高壓無(wú)母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方案；(2) 高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方案；(3) 高低壓側(cè)均為單母線分段的主接線方案。333確定主接線方案1.10kV側(cè)主接線方案的擬定由原始資料可知，高壓側(cè)進(jìn)線有一條10kV的公用電源干線，為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，又采用及附近單位連接高壓聯(lián)絡(luò)線的方式取得備用電源，

26、因此，變電所高壓側(cè)有兩條電源進(jìn)線，一條工作，一條備用，同時(shí)為保證供電的可靠性和對(duì)擴(kuò)建的適應(yīng)性所以10kV側(cè)可采用單母線或單母線分段的方案。2.380V側(cè)主接線方案的擬定由原始資料可知，工廠用電部門較多，為保證供電的可靠性和靈活性可采用單母線或單母線分段接線的方案，對(duì)電能進(jìn)行匯集，使每一個(gè)用電部門都可以方便地獲得電能。3. 方案確定根據(jù)前面章節(jié)的計(jì)算，若主變采用一臺(tái)S11型變壓器時(shí)，總進(jìn)線為一路路。為提高供電系統(tǒng)的可靠性，低壓一側(cè)需加入備用電源。若主變采用兩臺(tái)S11型變壓器時(shí)，總進(jìn)線為兩路，但若電源出現(xiàn)故障，兩臺(tái)主變均無(wú)法使用，可靠性較低。表3-1兩種主接線方案的比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變加備用電

27、源的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案供電安全性滿足要求滿足要求技供電可靠性基本滿足要求單電源供電，可靠性差術(shù)由于臺(tái)主變，電壓由于兩臺(tái)主變并列，電供電質(zhì)量指損耗略大壓損耗略小標(biāo)接有備用電源，靈活由于有兩臺(tái)主變，靈活靈活方便性性好性較好擴(kuò)建適應(yīng)性差一些更好經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額按單臺(tái)8.8萬(wàn)元計(jì)，綜合投資為2X8.8=17.6萬(wàn)元按單臺(tái)6.8850萬(wàn)元計(jì)，綜合投資為4X6.8850=27.54萬(wàn)元電力變壓器和高壓開(kāi)關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)主變和咼壓開(kāi)關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)約7萬(wàn)元主變和咼壓開(kāi)關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)約10萬(wàn)元交供電部門的一次性供電貼費(fèi)按800元/KVA計(jì)，貼費(fèi)為1250X0.08萬(wàn)元=100萬(wàn)元

28、貼費(fèi)為2X800X0.08=128萬(wàn)元從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)看，裝設(shè)一臺(tái)主變的方案優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案。由于二級(jí)負(fù)荷較小，從技術(shù)指標(biāo)考慮，采用于裝設(shè)一臺(tái)主變加備用電源的方案。4短路電流的計(jì)算4.1繪計(jì)算電路圖根據(jù)變電所主接線圖繪出計(jì)算電路圖，將短路計(jì)算中需計(jì)入的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各個(gè)元件依次編號(hào)。如圖4-1所示。(1)圖4-1短路計(jì)算電路4.2確定短路電流在短路計(jì)算中，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在可能產(chǎn)生最大短路電流的地方。一般來(lái)說(shuō)。高壓側(cè)選擇在高壓母線位置；低壓側(cè)選擇在母線位置；系統(tǒng)中裝有限流電抗器時(shí)，應(yīng)選擇在電抗器之后

29、，如圖4-14.3計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值等設(shè)定基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud，計(jì)算短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流Id。設(shè)Sd=100MVAUd=Uc，即高壓側(cè)Ud!=10.5kV,低壓側(cè)Ud2=0.4kV,則X3儘100100MVA4.51000KWISd100MVA144kAd23Ud230.4kVX3儘100100MVA4.51000KWISd100MVA144kAd23Ud230.4kV(4-1)(4-2)計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值0.2(4-3)v*Sd100MVAX1Sc500MVA式中Soc電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量2）架空線路的電抗標(biāo)幺值，查得2）架空線路的電抗標(biāo)幺值

30、，查得LGJ-150的單位電抗xo0.36/km，而線路長(zhǎng)8km,故*X2*X20.368100MVA(10.5kV)2.6(4-4)3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值，查得3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值，查得S11-1000的短路電壓(4-5)(4-6)Uk%=4.5，故w4.5100MVA,X34.51001000KWX3X44.5繪制等效電路圖，如圖4-2所示:圖4-2短路等效電路圖4.4確定抗標(biāo)幺值等求k-1點(diǎn)的短路回路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容1)總阻抗標(biāo)幺值X*k1X1*X；(4-7)2)三相短路電流周期分量有效值,1d15.5kAIk1*Xk12.8,1d15.5kAIk1*Xk12

31、.81.96kA(4-8)3)3)其他三相短路電流=丨=lk?=1.96kA(3)(4-9)(3)(3)iS3)=2.55l(3)=2.55X1.96kA=5.0kAIS3)=1.51l(3)=1.51X1.96kA=2.96kA4)三相短路容量Sd_100MVAk12.85)兩相短路電流Ik21=I”(2)=I(2)=O.866l)1=1.70kA(2)(4-13)iS?=0.866iS3)=4.33kA(4-14)|辭=0.886(4-11)35.7MVA(4-12)iSh)=2.56kA(4-15)(2)求k-2點(diǎn)的短路回路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量容量1)總阻抗標(biāo)幺值XK2X

32、1X2X37.3(4-16)2)三相短路電流周期分量有效值I(3)Id2144KAIK2*XK27.3I(3)Id2144KAIK2*XK27.319.7KA(4-17)3)3)其他三相短路電流I(3)=I=lk；)=19.7kAI(3)=I=lk；)=19.7kA(3)(4-18)(4-19)驚=1.09I=1.09X19.7kA=21.47kA(4-20)4）三相短路容量SdXK2100MVA7.313.7MVA5）兩相短路電流112=|(2)=i(2)=0.866I筲=24.65kA(4-21)(4-22)iS3)=0.866iS3)=31.4kA(4-23)is?=0.886iS3)=

33、19.02kA(4-24)4.5列出短路計(jì)算表短路電流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-1;表4-1并列運(yùn)行時(shí)短路電流計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算占J、三相短路電流/KA兩相短路電流/KA三相短路容量/MVAI(3)IkI(3)I(3)(3)1shIs?Ik2)ishQ(3)SkK-1.91.91.5.02.961.74.332.5635.71占J、6696K-2占J、19.719.719.736.2521.4724.6531.419.0213.75主要電氣設(shè)備選擇5.1變電站一次設(shè)備的選擇及校驗(yàn)正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，

34、積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的選擇同時(shí)必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。一次設(shè)備選擇及校驗(yàn)的條件為了保證一次設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，必須按下列條件選擇和校驗(yàn)：(1)按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開(kāi)斷電流等選按短路條件，包括動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來(lái)校驗(yàn)。(2) 考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件和溫度、濕度、海拔以及有無(wú)防塵、防腐、防火、防爆等要求。按正常工作條件選擇按工作電壓選擇設(shè)備的額定電壓UN.e不應(yīng)小于所在線路的額定電壓人，即UNeUn(5-1)1. 按工作電流

35、選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流130，即IN.eI30(5-2)2. 按斷流能力選擇設(shè)備的額定開(kāi)斷電流Ioc或斷流容量Soc不應(yīng)小于設(shè)備分?jǐn)嗨查g的短路電流有效值Ik或短路容量Sk，即Ioc|k(5-3)或Soc2(5-4)按短路條件校驗(yàn)短路條件校驗(yàn)，就是校驗(yàn)電器和導(dǎo)體在短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)1.隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件imaximax(3)ish(5-5)ImaxIsh(5-6)式中IImaxmax開(kāi)關(guān)的極限通過(guò)電流（動(dòng)穩(wěn)定電流）峰值和有效值（單位為KA）;有效值（單位為KA）;:Ish、1sh:Ish、1sh開(kāi)關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值

36、和有效值（單位為KA）。（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件(5-7)(5-7)IttI(3)2tma式中It開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值（單位為KA）；t開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間（單位為s）；I一一開(kāi)關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流（單位為KA）；tma短路發(fā)熱假想時(shí)間（單位為s）。2.電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件(3)ImaxIsh(5-8)或2KesI1N103is/(5-9)式中Imax電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流（單位為KA）；Kes電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)（對(duì)IlN）；Iin電流互感器的額定一次電流（單位為A）。熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件(5-10)或(5-11)式中It電流互感器的熱穩(wěn)定電流(單位為KA);t電流

37、互感器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間，一般取1s；Kt電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)(對(duì))。側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)表5-110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇交驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UnINI(3)1ki(3)ishI211hma數(shù)據(jù)10kV67.6A1.96kA5.0kA1.96210kv次設(shè)備型號(hào)參數(shù)額定參數(shù)UNeINeIocimaxIt2t高壓真空斷路器CV2-10/63010kV630A16kA40kA1622512高壓熔斷器XRNP3-12/125-5012kV0.5A50kA電壓互感器JDZX12-10103/0.13/0.1/3KV電流互感器LZZBJ12-10A10kV10

38、0/5A10KV8031.5咼壓隔離開(kāi)關(guān)12KV630AGN19-12/630A開(kāi)關(guān)柜KYN28A-245.1.5 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)表5-2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇交驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UnI301(3)Ik-(3)1shI2tima數(shù)據(jù)380V總2155A28.46kA52.37kA28.4620.4323一額定參數(shù)Un1NIocimaxIt38萬(wàn)能式斷路器CW2-2500400V2500A60kA0k塑料外殼式斷路器400V630Av次設(shè)備型號(hào)參數(shù)CM2-630L塑料外殼式斷路器CM2-400L400V315A塑料外殼式斷路器CM2-2

39、25L400V140A200A225A塑料外殼式斷路器CM2-125L400V20A80A100A電流互感器LZZBJ12-10A3000/5A800/5A,500/5A300/5A,200/5A150/5A,100/5A75/5A，20/5A電容器（共14組，共補(bǔ)8組，分補(bǔ)6組）BSMJ0.4-40-35.2高低壓母線的選擇根據(jù)計(jì)算電流和GB50059410kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范中的規(guī)定，10kV母線選擇TMY-3(100X10)+1X(60X6)型母線，即相母線尺寸均為40mnX4mm中性母線尺寸為60mnX6mm380V母線選擇LMY-3(80X10)+80X8型母線，即相母線尺寸為8

40、0mnX10mm,中性母線尺寸為80mmX8mm6變電所進(jìn)出線和低壓電纜選擇6.1變電所進(jìn)出線的選擇范圍高壓進(jìn)線(1) 如為專用線路，應(yīng)選專用線路的全長(zhǎng)。(2) 如從公共干線引至變電站，則僅選從公共干線到變電站的一段引出線。(3) 對(duì)于靠墻安裝的高壓開(kāi)關(guān)柜，柜下進(jìn)線時(shí)一般須經(jīng)電纜引入，因此架空進(jìn)線至變電站高壓側(cè)，往往需選一段引入電纜。1. 高壓出線(1) 對(duì)于全線一致的架空出線或電纜出線，應(yīng)選線路的全長(zhǎng)。(2) 如經(jīng)一段電纜從高壓開(kāi)關(guān)柜引出再架空配電的線路，則變電站高壓出線的選擇只選這一段引出電纜，而架空配電線路在廠區(qū)配電線路的設(shè)計(jì)中考慮。3低壓出線(1) 如采用電纜配電，應(yīng)選線路的全長(zhǎng)。(2) 如經(jīng)一段穿管絕緣導(dǎo)線引出，再架空配電線路，則變電站低壓出線的選擇只選這一段引出的穿管絕緣導(dǎo)線，而架空配電線路則在廠區(qū)配電線路或車間配電線路的設(shè)計(jì)中考慮。6.2變電所進(jìn)出線方式的選擇1. 架空線。在供電可靠性要求不